Công tác trắc địa trong xây dựng nhà cao tầng - Chương 2 pdf

11 Độ cao từ mốc quốc gia lần lợt đợc dẫn lan toả ra khắp nớc bằng các đờng chuyền thuỷ chuẩn hạng I, II, III và IV trong lới độ cao quốc gia với mật độ các mốc độ cao đủ để thực hiện các công tác đo vẽ bản đồ, quy hoạch và xây dựng trong phạm vi toàn quốc. Khi làm việc tại một khu vực nào đó nếu muốn đợc cấp độ cao quốc gia, cơ quan chủ đầu t cần có công văn yêu cầu gửi trung tâm lu trữ số liệu của TCĐC (nay là bộ tài nguyên môi trờng) yêu cầu cấp số liệu. Sau khi đợc cấp, các số liệu phải đợc bảo quản theo yêu cầu bảo mật của Nhà nớc. 2. Độ cao tơng đối Độ cao tơng đối là độ cao của các điểm so với một điểm chuẩn quy ớc nào đó. Trong xây dựng công trình ngời ta hay quy ớc lấy mặt sàn tầng một có cao độ là 0,0 (gọi là cốt 0) và độ cao của các điểm đợc tính theo mức 0. Cốt 0,0 đợc đơn vị thiết kế chọn để phù hợp với quy hoạch cấp thoát nớc tổng thể của thành phố. Nh vậy, trớc khi triển khai xây dựng nhà cao tầng, các cán bộ kỹ thuật phải nghiên cứu kỹ hôồ sơ thiết kế xem cốt 0,0 ứng với cao độ quốc gia là bao nhiêu và chuyển vào công trình. II.2 Thành lập lới khống chế độ cao phục vụ xây dựng nhà cao tầng Tơng tự nh vai trò của lới khống chế mặt bằng, lới khống chế độ cao có nhiệm vụ đảm bảo cho việc xây dựng nhà cao tầng đúng cao độ thiết kế trong quy hoạch chung của đô thị. Thông thờng với các nhà cao tầng trong thành phố lới khống chế độ cao đợc xây dựng có độ chính xác tơng đơng với thuỷ chuẩn Nhà n ớc hạng IV là đủ. Ngời ta cũng không xây dựng các mốc độ cao riêng mà thờng dẫn độ cao từ mốc độ cao quốc gia vào tất cả các mốc của lới khống chế mặt bằng. Ngoài ra, để tiện sử dụng ngời ta thờng vạch các mốc độ cao 0,0 (cốt 0.0) trên các vật kiến trúc kiên cố. Việc dẫn độ cao đợc thực hiện bằng các máy móc chuyên dụng và tuân theo các hạn sai của quy phạm hoặc tiêu chuẩn chuyên ngành Chơng 2 một số máy móc phục vụ xây dựng nh cao tầng 1 Các máy đo góc Các máy đo góc đợc gọi là cá máy kinh vĩ (Theodolite) đợc dùng để đo góc ngang và góc đứng trong lới khống chế và trong quá trình thi công xây dựng công trình nói chung và NCT nói riêng đây là một trong những loại thiết bị quan trọng không thể thiếu và độ chính xác của nó ảnh hởng rất lớn đến độ chính xác xây dựng công trình. 1.1 Phân loại các máy kinh vĩ 1.1.1 Phân loại các máy kinh vĩ theo cấu tạo và cách đọc số Theo đặc tính này có thể chia máy kinh vĩ thành 3 loại: a. Máy kinh vĩ cơ học: Cấu tạo bàn độ bằng kim loại vạch khắc đợc chia trực tiếp trên bàn độ và đọc số bằng kính lúp. Đây là loại máy cũ hiện nay không đợc sản xuất vì quá lạc hậu. b. Máy kinh vĩ quang học: Bàn độ của máy đợc chế tạo bằng thuỷ tinh, có thiết bị đọc số trực tiếp gắn trong máy. Đây là các loại máy kinh vĩ hiện đại hiện nay đang đợc sử dụng rộng rãi. Nhợc điểm của loại máy này là ngời sử dụng máy phải trực tiếp đọc số nên không có điều kiện truyền số liệu trực tiếp từ máy kinh vĩ ra các thiết bị khác và không có khả năng tự động hoá quá trình đo. 12 c. Máy kinh vĩ số (Digital Theodolite). Đây là loại máy kinh vĩ hiện đại nhất mới xuất hiện trong những năm gần đây. Ưu điểm của loại máy này là xuất kết quả ra màn hình tinh thể lỏng nên việc đọc số rất dễ dàng. Ngoài ra, máy còn có thể kết nối với các thiết bị khác. Phần lớn thao tác đo đợc thực hiện tự động. 1.1.2 Phân loại máy kinh vĩ theo đơn vị đo góc Theo đơn vị đo góc có thể phân máy kinh vĩ thành 3 loại sau: a. Loại sử dụng đơn vị Độ - Phút - giây Đây là loại máy đợc sử dụng phổ biến ở nớc ta đối với loại máy này, một vòng tròn (bàn độ ngang hoặc bàn độ đứng) đợc chia thành 360 0 . Mỗi độ chia thành 60' và mỗi phút chia thành 60''. b. Loại máy kinh vĩ sử dụng đơn vị grad (gon) Đối với máy loại này một vòng tròn (bàn độ ngang) theo mỗi grad chia thành 10 đề xi grad, 1 đề xi grad đợc chia thành 10 xăng ti grad vv.Hệ grad rất tiện dụng trong việc lập trình trên máy tính nhng ở nớc ta, do thói quen nên các máy hệ grad không đợc a dùng nhng rất phổ biến ở châu Âu. c. Loại máy kinh vĩ sử dụng đơn vị li giác (mil) Một vòng tròn trong máy này đợc chia thành 6400 li giác. Loai máy này hay đợc dùng ở Mỹ, ở nớc ta loại máy này rất hiếm. 1.1.3 Phân loại máy kinh vĩ theo độ chính xác Độ chính xác của máy kinh vĩ là tham số quan trọng nhất của máy. Độ chính xác của máy kinh vĩ đợc hiểu là sai số trung phơng đo góc (góc ngang hay góc đứng) khi thực hiện một vòng đo hoàn chỉnh. Theo độ chính xác của máy có thể phân các máy kinh vĩ thành 3 loại: a. Máy kinh vĩ độ chính xác cao là máy có độ chính xác đo góc nhỏ hơn 2" b. Máy kinh vĩ chính xác: Là máy kinh vĩ có độ chính xác đo góc từ 3-5" c. Máy kinh vĩ chính xác trung bình: Sai số trung phơng đo góc > 5" Hình II.1 .là một số máy kinh vĩ của các hãng nổi tiếng trên thế giới. H .II.1 Máy kinh vĩ cơ học và máy kinh vĩ điện tử của hng NIKON, Nhật Bản 13 2 Thiết bị đo chiều dài 1. Thớc thép Thớc thép là loại thiết bị đo chiều dài khá tiện lợi, rẻ tiền và cho độ chính xác rất tốt trong thi công xây dựng nhà cao tầng. Đặc điểm của đo chiều dài trong xây dựng nhà cao tầng là chỉ cần đo các khoảng cách tơng đối ngắn (khoảng cách giữa các trục của NCT nằm trong khoảng từ 5ữ20m), với điều kiện đo đạc trên các sàn bê tông khá bằng phẳng. Đây là điều kiện lý tởng để thực hiện việc đo khoảng cách bằng thớc thép. Hiện nay trên thị trờng có bán nhiều loại thớc với giá từ 250.000VNĐ đến 1.500.000đ tuỳ theo chất lợng và chiều dài của thớc. Đã xuất hiện các loại thớc bằng sợi thuỷ tinh - carbon có độ bền cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Khi sử dụng thớc thép cần kéo thớc với lực căng ổn định và phải định kỳ kiểm tra thớc để phát hiện các sai số hệ thống của nó và loại trừ sai số này ra khỏi các kết quả đo. Cần lu ý rằng thớc thép sau một thời gian sử dụng sẽ bị thay đổi chiều dài vì thờng có xu hớng bị kéo dãn ra. Vì vây để đảm bảo độ chính xác của các kết qủa đo cần phải định kỳ kiểm nghiệm chiều dài của thớc. 2. Các máy đo khoảng cách điện tử Ngay từ thập kỷ 60 đã xuất hiện các máy đo khoảng cách bằng sóng ánh sáng nhng các máy này thờng cồng kềnh nên ít đợc sử dụng trong thi công xây dựng công trình. Từ những năm 90 đã xuất hiện các máy đo xa cỡ nhỏ có thể lắp gọn trên các máy kinh vĩ điện tử đo góc nên chúng dần dần đợc ứng dụng trong thi công xây dựng NCT. H.II.2.1 là một số máy đo xa đợc lắp trên máy kinh vĩ điện tử của Nhật Bản. 2.1 Ngyên lý hoạt động của các máy đo xa điện tử H .2.2.1 Các máy đo xa điện tử cỡ nhỏ lắp trên các máy kinh vĩ điện tử 14 Giả sử cần đo khoảng cách AB = D ngời ta đặt tại một đầu của khoảng cách cần đo bộ phận thu-phát tín hiệu (Transmiter-receiver TR) còn ở đầu kia đặt hệ thống phản hồi tín hiệu (Reflector R). Bộ phận phát tín hiệu của máy phát tín hiệu về phía hệ thống phản hồi, đến lợt mình hệ thống phản hồi sẽ phản hồi tín hiệu quay trở lại bộ phân thu của máy (h.1.2.1) Nếu đo đợc thời gian tín hiệu lan truyền đi và về trên khoảng cách cần đo chúng ta sẽ xác định đợc khoảng cách theo công thức vD 2 1 = (1.2.1) Trong đó D - Khoảng cách cần đo v - Vận tốc lan truyền tín hiệu - Thời gian tín hiệu lan truyền đi và về trên khoảng cách cần đo Tín hiệu sử dụng để đo khoảng cách có thể là sóng âm hoặc sóng điện từ. Tuy nhiên vận tốc của sóng âm thanh trong không khí phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khí tợng vì vậy sóng âm chỉ đợc sử dụng để chế tạo các thiết bị đo khoảng cách có độ chính xác không cao lắm (ví dụ dùng trong mục đích quân sự). Để đo đợc các khoảng cách với độ chính xác cao dùng trong trắc địa (sai số trung phản hồi ơng cỡ vài mm đến vài cm) ngời ta phải sử dụng sóng điện từ. Vì lí do đó nên các máy đo xa loại này đợc gọi là các máy đo xa điện tử. Tất cả các máy đo xa điện tử đều xác định thời gian lan truyền tín hiệu còn tốc độ tuyền tín hiệu v trong trờng hợp này chúng ta giả thiết là đã biết. Thực tế tốc độ tuyền tín hiệu v đợc xác định thông qua vận tốc ánh sáng trong chân không và chiết suất của môi trờng. Vấn đề này chúng tôi sẽ đề cập đến trong phần sau. Vì vận tốc lan truyền sóng điện từ trong không gian có trị số rất lớn nó xấp xỉ bằng 3.10 8 m/s vì vậy chỉ một sai số đo thời gian rất nhỏ cũng sẽ gây ra một sai số rất lớn trong kết quả đo khoảng cách nh trong bảng dới đây Sai số đo thời gian (s) Sai số đo khoảng cách D (cm) 1.0 1.5.10 10 0.01 1.5.10 8 0.001 (10 -3 ) 1.5.10 7 0.000001(10 -6 ) 1.5.10 5 0.000000001(10 -9 ) 1.5.10 1 0.0000000001(10 -10 ) 1.5 Nh vậy chúng ta thâý để đo đợc khoảng cách với độ chính xác khoảng 1.5cm, một độ chính xác không phải là quá cao trong trắc địa cần phải đo thời gian lan truyền h.1.2.1 Nguyên lý cơ sở của phơng pháp đo xa điện t ử 15 sóng điện từ với độ chính xác cỡ 10 -10 s (một phần mời tỷ giây) một độ chính xác rất cao phải dùng các thiết bị và phơng pháp đặc biệt mới có thể đạt đợc. Dới đây chúng ta sẽ nghiên cứu các phơng pháp này Thời gian lan truyền tín hiệu có thể đợc đo một cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua một tham số nào đó của dao động điện từ (ví dụ nh pha hoặc tần số của dao động). Tuỳ thuộc vào cách đo thời gian ngời ta chia các máy đo xa điện tử thành các loại khác nhau nh máy loại xung (đo trực tiếp thời gian), máy loại pha (đo thời gian thông qua hiệu pha giữa tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi phản hồi) vv. Thực chất của việc đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử là so sánh cùng một tham số của sóng điện từ trớc và sau khi đi qua khoảng cách cần đo và thông qua đó xác định đợc thời gian lan truyền tín hiệu . Để thực hiện điều đó, nh chúng ta đã nói ở trên, tại một đầu của khoảng cách cần đo chúng ta đặt hệ thống thu- phát tín hiệu còn tại đầu kia - hệ thống phản hồi tín hiệu (reflector). Mỗi tín hiệu phát đi sẽ đến bộ phận thu theo hai đờng : Đờng thứ nhất - đi qua khoảng cách cần đo tới gơng rồi phản xạ trở lại (tín hiệu này đợc gọi là tín hiệu đo hay tín hiệu phản hồi). Đờng thứ hai - đi thẳng từ bộ phận phát tới bộ phận thu (tín hiệu đi theo đờng này đợc gọi là tín hiệu gốc). Ơ bộ phận thu máy sẽ tiến hành so sánh tín hiệu gốc với tín hiệu phản hồi theo tham số đã đợc chọn hay nói cách khác là đo độ chênh lệch của chúng. Việc lựa chọn tham số này hay tham số khác để tiến hành so sánh tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi sẽ xác định loại máy đo xa điện tử. Hiện nay có các loại máy sau: Máy loại xung : Tín hiệu là các xung điện từ siêu cao tần hoặc các xung ánh sáng cực ngắn. Thời gian đợc xác định trực tiếp Phơng pháp pha : Tín hiệu là dao động hình sin liên tục, thời gian đợc xác định gián tiếp thông qua hiệu pha giữa tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi Phơng pháp giao thoa: Tín hiệu là dao động hình sin liên tục, thời gian đợc xác định bằng cách ghi các vân giao thoa của tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi Phơng pháp tần số : Tín hiệu là dao động hình sin liên tục điều biến theo tấn số, thời gian đợc xác định thông qua việc so sánh tần số của tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi. Phơng pháp xung và phơng pháp pha đang đợc sử dụng rộng rãi trong các máy đo xa điện tử hiện đại độ chính xác cao. Cũng cần phải nói thêm rằng nếu cách đây khoảng 20 năm phơng pháp pha là phơng pháp chủ yếu để chế tao các máy đo xa điện tử thì hiện nay phơng pháp xung lại chiếm u thế hơn hẳn. Nguyên nhân chủ yếu của sự thay đổi này là những tiến bộ v ợt bậc của khoa học công nghệ trong các lĩnh vực kỹ thuật xung và kỹ thuật số trong những năm gần đây. 3 Các máy toàn đạc điện tử 1.Công dụng của máy toàn đạc điện tử Trên mặt bằng thi công xây dựng nhà cao tầng máy toàn đạc điện tử có thể thực hiện đợc các nhiệm vụ say đây - Đo vẽ bản đồ địa hình phục vụ cho thiết kế - Thành lập lới khống chế mặt bằng - Triển khai các bản vẽ thiết kế ra hiện trờng - Truyền toạ độ và độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng - Kiểm tra các kích thớc hình học của toà nhà - Kiểm tra độ nghiêng của toà nhà, độ phẳng của các bức tờng 16 2. Sơ đồ khối tổng quát của máy toàn đạc điện tử Máy toàn đạc điện tử là một loại máy trắc địa đa chức năng cho phép giải quyết rất nhiều bài toán của chuyên ngành ngoài thực địa. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng chế tạo các máy toàn đạc điện tử, chúng có hình dạng, kích thớc và tính năng kỹ thuật hết sức khác nhau nhng chúng ta có thể biểu diễn chúng dới dạng một sơ đồ khối tổng quát nh sau: Tên gọi và chức năng của các khối nh sau: Khối 1: Máy đo xa điện tử (Electronic Distance Meter - EDM) Chức năng: Thực hiện việc tự động đo khoảng cách từ điểm đặt máy đến gơng (hoặc các bề mặt phản xạ). Khối 2: Máy kinh vĩ số (Digital Theodolite - DT). Chức năng: Thực hiện tự động quá trình đo góc ngang và góc đứng. Kết quả đo góc hiện ra dới dạng số trên màn hình của máy hoặc chuyển vào bộ vi xử lý của máy toàn đạc điện tử. Khối 3: Khối xử lý trung tâm (CPU). Chức năng: *. Xử lý các số liệu đo cạnh và đo góc để tính toán các đại lợng cần thiết. *. Thực hiện chức năng giao tiếp giữa máy toàn đạc điện tử và máy tính và ngợc lại. *. Thực hiện chức năng quản lý dữ liệu. 3. Giao tiếp giữa ngời sử dụng và máy toàn đạc điện tử Muốn máy toàn đạc điện tử thực hiện một công việc nào đó thì ngời sử dụng phải ra lênh cho máy thông qua một công cụ trung gian nào đó để máy cảm nhận đợc. Công cụ trung gian đó là phơng thức giao tiếp giữa ngời và máy. Hiện nay trong các máy toàn đạc điện tử phổ biến có các phơng thức sau đây: 3.1 Giao tiếp qua các phím cứng Các máy loại này đợc thiết kế có nhiều các phím cứng cố định, mỗi phím tơng đơng với một chức năng cố định và đợc gán một biểu tợng (Icon). Để các máy khôn có quá nhiều phím và tiết kiệm không gian thông thờng ngời ta gán cho mỗi phím 3 chức EDM DT CPU H ình 2- 3 -1. Sơ đồ khối tổng quát của máy toàn đạc điện tử 17 năng: Chức năng chính (Main Function, biểu tợng đợc in trực tiếp trên phím) đợc khởi động trực tiếp khi ấn phím; chức năng SHIFT (SHIFT- Function, biểu tợng ghi trên board của máy) đợc khởi động cùng với phím SHIFT còn chức năng thứ ba để nhập dữ liệu (Input Function) máy sẽ tự khởi động khi cần. Giao tiếp qua phím cứng đơn giản và dễ học nhng nó có nhợc điểm là các máy loại này có rất nhiều phím. 3.2 Giao tiếp qua các phím mềm Thông thờng các máy loại này có rất ít phím chức năng (4 hoặc 5) phím và chức năng của chúng cũng không cố định. Máy có thể gán cho các phím này các chức năng khác nhau trong quá trình làm việc bằng các biểu tợng phím và tên gọi hiện ra trên màn hình ngay phía trên của phím chức năng vì vậy các phím này có tên gọi là các phím mềm (Soft- Key) u điểm của phơng án giao tiếp này là máy có ít phím nên gọn gàng hơn. Nhợc điểm của nó là tên các phím (thể hiện chức năng của chúng đợc viết tất bằng tiếng Anh nên hơi khó hiểu đối với ngời mới sử dụng và trình độ tiếng Anh hạn chế) 3.1 Giao tiếp qua th mục (Menu) Các chức năng của máy giao tiếp theo phơng án này đợc sắp xếp trong một cây th mục (Menu Tree) giống nh các th mục trong máy tính. Khởi động các chức năng bằng cách đa con trỏ vào th mục cần thiết và nhấn ENTER. Trong một số máy hiện nay ngời ta thờng sử dụng hỗn hợp hai phơng án phím mềm và th mục. Phơng án phím cứng it đợc sử dụng hơn. 4.Các chơng trình tiện ích của các máy toàn đạc điện tử. Trong các máy toàn đạc điện tử ngời ta thờng cài đặt sẵn các chơng trình tiện ich có thể sử dụng rất tiện lợi cho các công việc khác nhau. Sau đây chúng tôi nêu một vài chơng trình chính phổ biến trong các máy toàn đạc điện tử thờng sử dụng trong thi công xây dựng nhà cao tầng. 4.1 Chơng trình xác định toạ độ (Co-ordinates Measurement) a. Công dụng của chơng trình: Để xác định toạ độ không gian 2 hoặc 3 chiều của các điểm trên mặt bằng. b. Điều kiện để thực hiện chơng trình: Máy phải đợc đặt tại một điểm đã có toạ độ (Station) và đã đợc định hớng (Vạch 0 của bàn độ ngang của máy kinh vĩ trùng với hớng Bắc của hệ trục toạ độ) c. Độ chính xác xác định toạ độ: Với khoảng cách từ máy tới gơng không quá 100m có thể xác định đợc toạ độ với sai số không vợt quá 10mm. Muốn xác định toạ độ với độ chính xác cao hơn thì phải đo theo chơng trình đặc biệt 4.2 Chơng trình bố trí điểm (Stake-Out Measurement) a. Công dụng của chơng trình: Để triển khai các điểm từ bản vẽ thiết kê ra mặt bằng. b. Điều kiện để thực hiện chơng trình: Máy phải đợc đặt tại một điểm đã có toạ độ (Station) và đã đợc định hớng (Vạch 0 của bàn độ ngang của máy kinh vĩ trùng với hớng Bắc của hệ trục toạ độ) c. Độ chính xác: Với khoảng cách từ máy tới gơng không quá 100m có thể bố trí các điểm với sai số không vợt quá 10mm. Muốn bố trí với độ với độ chính xác cao hơn thì phải đo theo chơng trình đặc biệt 4.3 Chơng trình giao hội nghịch (Resection Measurement) 18 a. Công dụng của chơng trình: Xác định toạ độ điểm đặt máy theo toạ độ của các điểm khống chế. b. Điều kiện để thực hiện chơng trình: Máy phải đợc đặt tại một điểm có thể nhìn thấy ít nhất là 2 điểm khống chế c. Độ chính xác: Với khoảng cách từ máy tới gơng không quá 100m và đồ hình tốt có thể xác định đợc toạ độ của điểm đặt máy với sai số không vợt quá 5mm 4.4 Chơng trình đo khoảng cách gián tiếp (Remote Distance Measurement) a. Công dụng của chơng trình: Dùng để đo khoảng cách giữa 2 điểm không có tầm nhìn thông với nhau, để kiểm tra kích thớc hình học cuat nhà cao tầng. b. Điều kiện để thực hiện chơng trình: Máy phải đợc đặt tại một điểm có thể nhìn thấy 2 điểm mà khoảng cách giữa chúngcần phải xác định c. Độ chính xác: Nếu đặt máy ở gần giữa của khoảng cách cần đo và cách nó theo hớng vuông góc một đoạn <1/4 của khoản cách cần đo thì độ chính xác đo gián tiếp cũng xấp xỉ bằng độ chính xác đo trực tiếp. 4.5 Chơng trình hớng qui chiếu (Reference Line) a. Công dụng của chơng trình: Dùng để dựng một đờng thẳng song dựng một đờng thẳng song song với một đờng thẳng cho trớc và cách nó một khoảng cho trớc, để kiểm tra tính song song của 2 hoặc nhiều đờng thẳng, độ thẳng đứng của các bức tờng vv. b. Điều kiện để thực hiện chơng trình: Máy đặt tại một điểm bất kỳ ở gần giữa đoạn thẳng cần kiểm tra. c. Độ chính xác: Có thể đạt đợc độ chính xác khoảng 5mm 4 Các máy đo độ cao 1. Nguyên tắc đo độ cao Có hai nguyên tắc đo độ cao chính hiện nay đang đợc sử dụng đó là: Đo cao hình học và đo cao lợng giác. 1.1 Đo cao hình học: Nguyên lý cơ bản của đo cao hình học là xác định chênh cao giữa hai điểm bằng một tia ngắm nằm ngang nh hình: b A B h a H .2.4.1 Nguyên lý đo cao hình học 19 Giả sử có hai điểm A và B trong đó biết độ cao của điểm A là H A cần xác định độ cao điểm B (H B ). Giả sử từ các điểm A và B ta dựng hai mặt phẳng hoàn toàn nằm ngang (ví dụ nh mặt nớc) gọi là mặt thuỷ chuẩn đi qua các điểm nói trên, khoảng cách giữa hai mặt phẳng đó gọi là chênh cao của điểm B so với điểm A. Tại một điểm bất kỳ nằm giữa A và B chúng ta dựng một mặt thuỷ chuẩn thứ 3 và tại các điểm A và B đặt 2 mia vuông góc với mặt nằm ngang. Giả sử mặt thuỷ chuẩn thứ 3 cắt mia tại A ở vị trí a và mia ở vị trí B tại b (a và b chính là số đọc trên các mia tại A và B). Từ hình vẽ ta sẽ có biểu thức sau: a = b + h hay h = a - b Nh vậy chênh cao của điểm B so với điểm A chính là hiệu số đọc tại mia A và mia B. Trong thực tế, các mặt phẳng ngang đi qua A và B (mặt thuỷ chuẩn qua A và B) chỉ là 2 mặt tởng tợng và chúng ta không cần phải dựng nó. Để xác định đợc chênh cao giữa hai điểm A và B chỉ cần dựng một mặt phẳng đi qua điểm trung gian giữa A và B. Mặt phẳng này dễ dàng dựng đợc nhờ một máy thuỷ bình mà bộ phận quan trọng nhất của nó là một ống thuỷ nằm ngang và mấu chốt của việc đo thuỷ chuẩn (đo độ cao) là đa tia ngắm vào vị trí nằm ngang. 1.2 Đo cao lợng giác Đo cao lợng giác là việc xác định chênh cao giữa hai điểm bằng cách đo góc nghiêng (góc đứng) và các công thức lợng giác quen thuộc. H.2.4.2 giải thích nguyên lý của đo cao lợng giác. Giả sử máy đợc đặt tại điểm A và tại B ngời ta đặt một tiêu ngắm có chiều cao là l. Giả sử góc hợp bởi giữa đờng thẳng đứng và tia ngắm từ máy tới tiêu ngắm là Z (góc thiên đỉnh). ( 2.4.1 ) l A B H Z i S 20 Giả sử máy đợc đặt tại điểm A và tại B ngời ta đặt một tiêu ngắm có chiều cao là l. Giả sử góc hợp bởi giữa đờng thẳng đứng và tia ngắm từ máy tới tiêu ngắm là Z (góc thiên đỉnh). Từ hình II.4.2 ta có thể viết đẳng thức Scos Z + i = h + l, (2) Trong đó i là chiều cao đặt máy Hay h = S.cos Z + i - l (3) Nh vậy để xác định đợc chênh cao theo nguyên lý đo cao lợng giác, ngoài góc thiên đỉnh Z còn cần phải đo cả khoảng cách nghiêng giữa hai điểm A và B điều đó giải thích tại sao phơng pháp này chỉ có thể đợc sử dụng đối với các máy toàn đạc điện tử vì các máy này cho phép đo góc Z và đo cả khoảng cách giữa hai điểm. Phơng pháp thuỷ chuẩn hình học có độ chính xác rất cao và rất dễ thực hiện nhng nó có nhợc điểm là mỗi một trạm đo nó chỉ xác định đợc một giá trị chênh cao hạn chế (về lý thuyết chênh cao tối đa nó có thể xác định đợc bằng chiều dài của mia) thực tế ngời ta cũng chỉ xác định chênh cao ở một trạm khoảng 2-2.5m. Vì vậy sử dụng phơng pháp này trong xây dựng nhà cao tầng cũng có những khó khăn nhất định nhng không vì thế mà không sử dụng phơng pháp này mà phải tìm các biện pháp để khắc phục những khó khăn trên. Phơng pháp thuỷ chuẩn lợng giác nhìn bề ngoài thì có thể rất thích hợp cho việc sử dụng để chuyền độ cao lên nhà cao tầng. Tuy nhiên khi sử dụng phơng pháp này phải hết sức thận trọng vì độ chính xác của phơng pháp này không đợc cao lắm. 2. Các loại máy đo độ cao 2.1 Máy thuỷ chuẩn không tự động cân bằng Các máy thuỷ chuẩn không tự động cân bằng là các máy mà khi sử dụng ngời vận hành máy phải điều chỉnh tia ngắm về vị trí nằm ngang bằng cách vặn ốc chỉnh để đa bọt nớc về vị trí cân bằng. - Ưu điểm của loại máy này là cho kết quả ổn định có độ tin cậy cao. - Nhợc điểm là thời gian thao tác lâu, đôi khi xảy ra trờng hợp quên (đối với các cán bộ còn ít kinh nghiệm). 2.2 Máy thuỷ bình tự động Đây là loại máy thuỷ bình mà tia ngắm của nó đợc tự động điều chỉnh vào vị trí nằm ngang nhờ một con lắc (cơ học hoặc con lắc từ tính). - Ưu điểm của loại máy này là thời gian thao tác nhanh. - Nhợc điểm: Cơ cấu con lắc có thể bị hỏng mà không có dấu hiệu gì để cảnh báo cho ng ời sử dụng để đề phòng vì vậy khi sử dụng loại máy này phải hết sức thận trọng. 2.3 Máy đo thuỷ chuẩn lợng giác Không có loại máy riêng, bất kỳ máy kinh vĩ cơ học, kinh vĩ điện tử hoặc toàn đạc điện tử nào có thể đo đợc góc đứng đều có thể sử dụng đợc để xác định độ cao theo nguyên lý đo cao lợng giác. - Ưu điểm: Rất linh hoạt, nhanh chóng, có thể cho phép đo các chênh cao lớn. - Nhợc điểm: Độ chính xác không cao lắm, để đạt đợc độ chính xác tơng đơng hạng IV hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật cần phải có kinh nghiệm và chơng trình đo đặc biệt. H.2.4.3 là một số máy thuỷ chuẩn tự động cân bằng NA-724 của Thuỵ Sỹ thờng đợc dùng trên các công trình xây dựng nhà cao tầng. [...]...H .2. 4.3 Máy thuỷ chuẩn tự động cân bằng NA- 724 , Thuỵ $.5 Một số máy móc khác dùng trong xây dựng nhà cao tầng I Máy chiếu đứng ZL Máy chiếu đứng ZL là loại máy chuyên dùng để tạo ra tia ngắm thẳng đứng (giống nh một dây dọi) để chiếu từ dới lên trên Các máy này đợc sử dụng để chuyền toạ độ từ tầng lắp ráp cơ sở lên các tầng trên Hiện nay trên thị trờng có một... là GLONAS Từ 20 06 trở đi, Liên minh Châu Âu cũng dự kiến đa vào khai thác sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GALILEO bằng các vệ tinh của mình 21 Trong xây dựng NCT, các hệ thống định vị có thể đợc sử dụng để chuyền toạ độ từ dới mặt đất lên các tầng cao mà không cần đục lỗ nh trong phơng pháp máy chiếu đứng H II.6 là hệ thống định vị GR của hãng LEICA (Thuỵ Sỹ) H .2. 5 2 Hệ thống định vị GP-R1 của hng... tầng trên Hiện nay trên thị trờng có một số loại máy nh PZL (Đức) ZL và NZL của LEICA (Thuỵ Sỹ) trong đó NZL có thể chiếu đợc hai chiều: chiều từ dới lên trên hoặc chiếu từ trên xuống dới H.II.5 là máy chiếu đứng PZL của Đức cho phép chiếu các điểm lên cao 100 m với sai sai số 1mm H .2. 5.1 Máy chiếu đứng PZL-100 2 Hệ thống định vị GPS Hệ thống định vị GPS (Global Positionming System) là hệ thống định vị... toạ độ từ dới mặt đất lên các tầng cao mà không cần đục lỗ nh trong phơng pháp máy chiếu đứng H II.6 là hệ thống định vị GR của hãng LEICA (Thuỵ Sỹ) H .2. 5 2 Hệ thống định vị GP-R1 của hng LEICA, Thuỵ Sỹ 22 . đảm bảo cho việc xây dựng nhà cao tầng đúng cao độ thiết kế trong quy hoạch chung của đô thị. Thông thờng với các nhà cao tầng trong thành phố lới khống chế độ cao đợc xây dựng có độ chính. H .2. 4.3 là một số máy thuỷ chuẩn tự động cân bằng NA- 724 của Thuỵ Sỹ thờng đợc dùng trên các công trình xây dựng nhà cao tầng. 21 $.5 Một số máy móc khác dùng trong xây dựng nhà. mật của Nhà nớc. 2. Độ cao tơng đối Độ cao tơng đối là độ cao của các điểm so với một điểm chuẩn quy ớc nào đó. Trong xây dựng công trình ngời ta hay quy ớc lấy mặt sàn tầng một có cao độ là